RU2090786C1 - Joint - Google Patents

Abstract

FIELD: civil engineering, mechanical engineering and shipbuilding. SUBSTANCE: joint includes bolt fitted in holes of parts to be connected. Intermediate section of bolt rod has taper section with larger base on side of head and bush with slot engageable with taper section of bolt and holes of parts to be connected; joint includes also nut and intermediate member. Innovation of invention consists in availability of intermediate member made integral with nut in form of projection on its bearing surface. Besides that both end contact surfaces of taper bush and projection of nut or one of them have notch or riffles; taper sections of bolt and bush are made at conicity of 1:10 to 1:25. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, машиностроения и судостроения, в частности к соединению фланцев судовых валопроводов. The invention relates to the field of construction, engineering and shipbuilding, in particular to the connection of the flanges of ship shaft lines.

Известно соединение, в отверстиях фланцев которого установлены конические болты и полувтулки с цилиндрической наружной и конической внутренней поверхностями [1]
Из-за произвольного положения втулок относительно тела болта и между собой и отсутствия ограничителя их осевого перемещения невозможно обеспечить заданную посадку болтов в отверстиях и равномерное распределение нагрузки между болтами, что снижает надежность соединения.Known connection in the holes of the flanges of which are installed conical bolts and half-sleeves with a cylindrical outer and conical inner surfaces [1]
Due to the arbitrary position of the bushings relative to the body of the bolt and between each other and the absence of a limiter of their axial movement, it is impossible to ensure a given fit of the bolts in the holes and an even load distribution between the bolts, which reduces the reliability of the connection.

Известно описанное [2] соединение, выбранное в качестве прототипа, содержащее установленный в отверстиях соединяемых деталей болт, на промежуточной части которого выполнен конический участок с большим основанием конуса со стороны головки, втулку с внутренней конической поверхностью и продольной прорезью, сопряженную с коническим участком болта и отверстиями соединяемых деталей, гайку и расположенный между гайкой и втулкой промежуточный элемент в виде монтажного кольца. It is known the described [2] connection, selected as a prototype, containing a bolt installed in the holes of the parts to be joined, on the intermediate part of which there is a conical section with a large base of the cone on the head side, a sleeve with an internal conical surface and a longitudinal slot, mating with the conical section of the bolt and holes of the parts to be joined, a nut and an intermediate element located between the nut and the sleeve in the form of a mounting ring.

Свободное перемещение вокруг оси промежуточного элемента (монтажного кольца) между опорной поверхностью гайки и торцевой поверхностью конической втулки является причиной, препятствующей получению надежного соединения. Это объясняется тем, что в затяжных (разборных) конусных соединениях сдвигу (несущей способности соединения) препятствуют сила трения Т и осевая сила затяжки 3 (сила упругой реакции). Полная сила Р равна сумме названных ранее составляющих, а именно Р Т+3. В известном соединении из-за проскальзывания при затяжке промежуточного элемента (монтажного кольца) между поверхностью торца втулки и опорной поверхностью гайки сила трения Т в посадочных поверхностях будет иметь минимальное значение из-за отсутствия притирки конусных поверхностей втулки и болта. Посадка обеспечивается только за счет продольного перемещения втулки, и надежность соединения требует увеличения осевой нагружаемости в направлении от вершины конусности, что ведет к возникновению опасных для прочности напряжений в резьбе, особенно при многократных разборках-сборках. Кроме того, во-первых, из-за повышения требования к отклонениям диаметральных размеров конусов втулки и болта увеличиваются затраты на изготовление. Во-вторых, из-за отсутствия притирки при циклических нагрузках происходит наклеп и сваривание посадочных поверхностей, (что имело место на фланцевых соединениях валопроводов атомных ледоколов "Сибирь" и "Арктика"), что требует применения мощных съемных устройств. Free movement around the axis of the intermediate element (mounting ring) between the bearing surface of the nut and the end surface of the conical sleeve is the reason that prevents a reliable connection. This is explained by the fact that in protracted (collapsible) conical joints, the shear (bearing capacity of the joint) is prevented by the friction force T and the axial force of the tightening 3 (elastic reaction force). The total force P is equal to the sum of the previously named components, namely P T + 3. In the known connection due to slippage when tightening the intermediate element (mounting ring) between the surface of the end face of the sleeve and the supporting surface of the nut, the friction force T in the seating surfaces will have a minimum value due to the lack of grinding in of the conical surfaces of the sleeve and bolt. Landing is provided only due to the longitudinal movement of the sleeve, and the reliability of the connection requires an increase in axial load in the direction from the top of the taper, which leads to the occurrence of stresses that are dangerous for strength in the thread, especially during multiple disassembly-assemblies. In addition, firstly, due to increased requirements for deviations in the diametrical dimensions of the cones of the sleeve and bolt, manufacturing costs increase. Secondly, due to the lack of lapping during cyclic loads, hardening and welding of the landing surfaces occurs (which took place on the flange joints of the shaft lines of the Sibir and Arctic Arctic icebreakers), which requires the use of powerful removable devices.

Задачей изобретения является обеспечение высокой надежности соединения, снижение затрат при его изготовлении и эксплуатации и упрощение конструкции. The objective of the invention is to ensure high reliability of the connection, reducing costs in its manufacture and operation and simplifying the design.

Поставленная задача достигается тем, что в известном соединении, содержащем установленный в отверстиях соединяемых деталей болт, на промежуточной части стержня которого выполнен конический участок с большим основанием конуса со стороны головки, втулку с внутренней конической поверхностью и прорезью, сопряженную с коническим участком болта и отверстиями соединяемых деталей, гайку и промежуточный элемент, согласно изобретению, промежуточный элемент выполнен за одно целое с гайкой в виде выступа на ее опорной поверхности. Кроме того, обе сопрягаемые торцевые контактные поверхности конической втулки и выступа гайки или одна из них имеют насечку или рифления, а конические участки болта и втулки выполнены с конусностью от 1:10 до 1:25. Ввиду того что в заявляемой конструкции соединения промежуточный элемент выполнен за одно целое с гайкой в виде выступа на ее опорной поверхности, обеспечивается надежность соединения. Это объясняется тем, что при закручивании гайки происходит перераспределение усилий в суммарной составляющей Р= Т+3. Увеличивается составляющая сила трения за счет того, что при закручивании гайки втулка при контакте с промежуточным элементом получает еще дополнительно вращательное движение. Наличие же на обеих или на одной из контактируемых поверхностей насечки или рифления повышает качество притирки конических поверхностей болта и втулки. Раз возрастает составляющая сила трения, то, очевидно, может быть уменьшена нагрузка на резьбу. Кроме того, выполнение конусности в пределах от 1:10 до 1:25 облегчает операцию притирки и разъем соединения без использования сложных съемных устройств. Одновременно упрощается конструкция за счет сокращения количества деталей из-за выполнения промежуточного элемента за одно целое с гайкой. The problem is achieved in that in the known connection containing a bolt installed in the holes of the parts to be joined, on the intermediate part of the shaft of which there is a conical section with a large base of the cone on the head side, a sleeve with an internal conical surface and a slot, mating with the conical section of the bolt and the holes to be connected parts, a nut and an intermediate element, according to the invention, the intermediate element is made in one piece with the nut in the form of a protrusion on its supporting surface. In addition, both mating end contact surfaces of the conical sleeve and the protrusion of the nut or one of them have a notch or corrugations, and the conical sections of the bolt and sleeve are made with a taper from 1:10 to 1:25. Due to the fact that in the claimed design of the connection, the intermediate element is made integral with the nut in the form of a protrusion on its supporting surface, the reliability of the connection is ensured. This is because when the nut is tightened, the forces are redistributed in the total component P = T + 3. The component frictional force increases due to the fact that when the nut is tightened, the sleeve, in contact with the intermediate element, receives an additional rotational motion. The presence of a notch or corrugation on both or on one of the contacted surfaces increases the grinding quality of the conical surfaces of the bolt and the sleeve. As the component friction force increases, then, obviously, the thread load can be reduced. In addition, the performance of the taper in the range from 1:10 to 1:25 facilitates the lapping operation and the connection connector without the use of complex removable devices. At the same time, the design is simplified by reducing the number of parts due to the implementation of the intermediate element in one piece with the nut.

Все вышесказанное доказывает причинно-следственную связь между совокупностью существенных признаков настоящего технического решения и достигаемым техническим результатом. All of the above proves a causal relationship between the totality of the essential features of this technical solution and the achieved technical result.

На фиг.1 показан общий вид соединения; на фиг.2 торец конической втулки с насечкой. Figure 1 shows a General view of the connection; figure 2 the end of the conical sleeve with a notch.

Соединение содержит болт 1, на промежуточной части которого выполнен конический участок 2, втулку 3 с прорезью, на торцевой поверхности 4 которой со стороны гайки 5 выполнена насечка. Болт 1 и втулка 2 вставлены в отверстия соединяемых фланцев 6 и 7. Между торцем втулки 3 и опорной поверхностью гайки расположен промежуточный элемент 8, выполненный за одно целое с гайкой 5 в виде выступа на ее опорной поверхности. Промежуточный элемент 8 входит в отверстие фланца 7. The connection contains a bolt 1, on the intermediate part of which a conical section 2 is made, a sleeve 3 with a slot, on the end surface 4 of which a notch is made on the side of the nut 5. The bolt 1 and the sleeve 2 are inserted into the holes of the connected flanges 6 and 7. Between the end of the sleeve 3 and the supporting surface of the nut is an intermediate element 8, made in one piece with the nut 5 in the form of a protrusion on its supporting surface. The intermediate element 8 is included in the hole of the flange 7.

Соединение работает следующим образом. При затягивании гайки 5 под действием промежуточного элемента 8 сначала происходит продольное перемещение втулки 3. Затем с ликвидацией зазоров между втулкой 3, конусной части болта 1 и отверстиями во фланцах 6 и 7 усиливается контакт торцевых поверхностей втулки 3 и выступа. При этом благодаря насечке на торце втулка 3 получает дополнительно вращательное движение, эффективность которого еще более заметна, если торцевая поверхность выступа также снабжена насечкой (получение притирки на большей площади). При этом повышается усилие, препятствующее сдвигу, и исключается наклеп посадочных поверхностей. Затяжка производится до устранения зазора между опорной поверхностью гайки 5 и плоскостью фланца 7. The connection works as follows. When tightening the nut 5 under the action of the intermediate element 8, the longitudinal movement of the sleeve 3 occurs first. Then, with the elimination of the gaps between the sleeve 3, the conical part of the bolt 1 and the holes in the flanges 6 and 7, the contact of the end surfaces of the sleeve 3 and the protrusion is strengthened. Moreover, due to the notch at the end, the sleeve 3 receives an additional rotational movement, the effectiveness of which is even more noticeable if the end surface of the protrusion is also provided with a notch (obtaining lapping over a larger area). This increases the force that prevents shear, and eliminates the hardening of the seating surfaces. Tightening is performed until the clearance between the bearing surface of the nut 5 and the plane of the flange 7 is removed.

Claims (3)

1. Соединение, содержащее установленный в отверстиях соединяемых деталей болт с коническим участком на промежуточной части стержня, большее основание конуса которого расположено со стороны головки, втулку с внутренней конической поверхностью и продольной прорезью, сопряженную с коническим участком болта и стенками отверстий в соединяемых деталях, гайку, навинченную на болт, и промежуточный элемент, размещенный на болте между втулкой и гайкой в контакте с последними, отличающееся тем, что промежуточный элемент выполнен за одно целое с гайкой в виде выступа на ее опорной поверхности. 1. A connection comprising a bolt installed in the holes of the parts to be joined with a conical section on the intermediate part of the rod, the larger base of the cone of which is located on the head side, a sleeve with an internal conical surface and a longitudinal slot, mating with the conical section of the bolt and the walls of the holes in the parts to be connected, a nut , screwed onto the bolt, and an intermediate element placed on the bolt between the sleeve and the nut in contact with the latter, characterized in that the intermediate element is made in one piece with g ykoy a projection on its bearing surface. 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что по крайней мере одна из контактных поверхностей втулки и выступа гайки выполнена с насечкой или рифлениями. 2. The compound according to claim 1, characterized in that at least one of the contact surfaces of the sleeve and the protrusion of the nut is made with a notch or corrugations. 3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что сопряженные конические поверхности болта и втулки выполнены с конусностью от 1 10 до 1 25. 3. The compound according to claim 1, characterized in that the mating conical surfaces of the bolt and sleeve are made with a taper from 1 10 to 1 25.

Images